测量

众所周知,扬声器外壳在其较低的共振频率下会对总辐射声音产生显着影响[1] 。 即使扬声器面板的表面速度很小,面板的辐射效率也比驱动器高很多倍。 这是由于面板的辐射面积相对于驱动器的辐射面积大。 从外壳面板辐射的声音会产生听觉失真,应予以减轻。 对外壳面板进行阻尼是降低共振幅度的一种有效方法[2]

 

该实验的目标是确定将Carbide Base 底部放置在扬声器下方是否可以减少扬声器外壳面板内的低频共振。 面板共振的减少将有助于量化页脚提供的振动消散的改善。 这种改进将与位于混凝土地板上的钢地板钉上的扬声器外壳的基本情况进行比较。

测试扬声器

为了进行振动测试,我们首先构建了一个测试扬声器外壳。 我们创建了自己的外壳,以最大限度地减少可能影响测量的未知变量。 外壳由高密度聚乙烯 (HDPE) 板加工而成,外部使用 25 毫米(1 英寸)厚的面板,内部支撑使用 50 毫米(2 英寸)厚的面板。 两个 Accuton AS250-6-552 250 毫米(10 英寸)低音扬声器安装在外壳的相对两侧。 低音扬声器与 AB 类放大器并联。 外壳密封,内部容积为 129 升,Qtc 约为 0.64。 外壳内部没有填料。 安装有低音扬声器的箱体总质量为 83 千克(183 磅)。

测量

该实验仅限于测量与振动隔离不同的振动耗散。 为了测量隔振,振动源和进行测量的位置通常位于被测隔振设备的相对两侧。 通过设备传递到另一侧的振动能量越低,隔离度就越大。 设备有可能实现高水平的振动隔离,同时具有低水平的振动耗散。 这种欠阻尼隔离器对从系统中消除振动能量几乎没有作用。 在激发力之后允许振荡持续很长时间。

 

在我们的振动耗散实验中,振动源和测量位置都位于隔离装置的同一侧。 测量是在扬声器外壳的外部面板上进行的。 振动源是安装在同一外壳中的一对低音扬声器。 第一组测量是在外壳的底部中心进行的。 第二组测量是在外壳底部上方 76 厘米(30 英寸)处的左侧面板上部进行的。 测量首先是将外壳放置在直接接触混凝土地板的钢制地板钉上。 然后再次对位于硬质合金底座底部的外壳进行相同的测量。

 

为了测量振动,我们使用了 Measurement Specialties ACH-01 压电加速度计传感器。 传感器使用双面胶带连接到外壳上。 带有集成模拟信号处理器的放大器用于放大 ACH-01 传感器的模拟输出。 放大器针对该特定 ACH-01 传感器的灵敏度进行了校准,允许进行绝对加速度测量。 反过来,传感器放大器将其模拟输出馈入 Tascam US-366 USB 接口,该接口用于在 PC 上以数字方式记录信号。 从 35 Hz 到 200 Hz 的对数扫描正弦信号被馈送到 AB 类放大器,该放大器以 3.8V 驱动电压为低音扬声器供电。

 

瀑布图是使用 500 ms 窗口和 100 ms 上升时间在 400 ms 持续时间内以 4.72 ms 切片间隔分辨率生成的。 瀑布图用于显示振动幅度随时间的衰减。 y 轴表示相对于削波前的最大峰值电平低于记录信号满量程的 dB。 y 轴被限制在最低 -60 dBFS 以避免噪声本底伪影。

 

蓝色瀑布表示使用硬质合金底座页脚上的外壳进行测量,红色瀑布表示使用直接接触混凝土地板的钢地板钉上的外壳进行测量。

底部面板

地板钉
在硬质合金底座上

上侧面板

地板钉
在硬质合金底座上

结果

测量证实,当扬声器放置在硬质合金底座而不是地板钉上时,我们的测试扬声器外壳面板内的低频共振被抑制了。 这种阻尼效应不仅发生在靠近底部接触处的局部,而且发生在靠近外壳另一端的位置。 当扬声器位于 Carbide Base 底部时,两个面板中存在的大多数共振的幅度和衰减时间都会减少。 一个值得注意的例外是 150 Hz 附近的共振,其中振幅减小,最初衰减更快,随后衰减时间小幅增加,低于 -40 dBFS。 在最能听到外壳共振的最低频率区域,在某些情况下,振动幅度降低了 80% 以上。

参考

[1] Bastyr, KJ, & Capone, DE (2003)。关于扬声器箱体的声辐射AES:音频工程学会杂志51 (4),234-243。

[2] Juha Backman,面板阻尼对扬声器外壳振动的影响,1996,诺基亚移动电话,芬兰。